JP2019171922A - Steering unit - Google Patents

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Abstract

To provide a steering unit capable of properly sustaining backlash of a worm gear.SOLUTION: A steering unit 1 includes a worm shaft 111 on which a worm gear 110 that is meshed with a worm wheel 120 disposed on a rotation shaft 22 which drives a steering rack is formed, a motor 81 that drives the worm shaft, a bearing 210 that bears an end 112 of the worm shaft so that the end can rotate, a bearing holder 220 that accommodates the bearing so that the bearing can move, and constraining means 230 that constrains the bearing to move. The worm shaft incurs reaction forces Fr and Fl in first and second directions respectively, which are oblique to a constraining direction, when the worm wheel is driven. The bearing holder has a jut 226, which juts out to the bearing, formed in an area between the first and second directions when seen from a rotation center axis.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、自動車等の車両に設けられるステアリング装置に関する。   The present invention relates to a steering device provided in a vehicle such as an automobile.

自動車等の車両に設けられるステアリング装置において、アシストトルクを電動モータにより付与する電動パワーステアリング装置が普及している。
このような電動パワーステアリング装置において、ラックアンドピニオン機構を構成するピニオンギヤが設けられたピニオンシャフトを、モータにより駆動するピニオンアシスト式のものが知られている。
ピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置において、減速ギヤ列としてピニオンシャフトに設けられたウォームホイールと、このウォームホイールと噛合うウォームギヤが形成されかつモータの出力軸に接続されたウォームシャフトとを有するものが知られている。
ウォームシャフトには、ウォームホイールとの噛合い箇所のバックラッシュが適切となるように、適度な予圧を与えるため、これをウォームホイール側に付勢するばね要素等の付勢手段が設けられる。
In a steering apparatus provided in a vehicle such as an automobile, an electric power steering apparatus that applies an assist torque by an electric motor has become widespread.
As such an electric power steering device, a pinion assist type is known in which a pinion shaft provided with a pinion gear constituting a rack and pinion mechanism is driven by a motor.
In a pinion assist type electric power steering device, there is a worm wheel provided on a pinion shaft as a reduction gear train, and a worm shaft that is engaged with the worm wheel and that is connected to an output shaft of a motor. Are known.
The worm shaft is provided with an urging means such as a spring element for urging the worm wheel toward the worm wheel so as to apply an appropriate preload so that backlash at the meshing portion with the worm wheel is appropriate.

上述した電動パワーステアリング装置のウォームシャフトの付勢、ウォームギヤの予圧に関する従来技術として、例えば特許文献1には、ギヤのバックラッシュを調整しつつ操舵フィーリングを向上するため、ウォームシャフト端部の軸受を保持するハウジングに、円弧状に形成した弾性部材を設け、弾性部材で軸受をウォームホイール側に向かって付勢すると共に、軸受がウォームシャフトを保持した状態でウォームホイールから離間する方向に移動するとき、弾性部材が拡径変形または縮径変形することで、軸受をウォームホイール側に向かって付勢することが記載されている。   As a conventional technique related to the worm shaft bias and the worm gear preload of the electric power steering apparatus described above, for example, Patent Document 1 discloses a bearing at the end of the worm shaft in order to improve the steering feeling while adjusting the backlash of the gear. An elastic member formed in an arc shape is provided in the housing that holds the bearing, and the bearing is urged toward the worm wheel by the elastic member, and the bearing moves in a direction away from the worm wheel while holding the worm shaft. When the elastic member is deformed to expand or contract, the bearing is urged toward the worm wheel.

また、ウォームギヤがウォームホイールから受ける反力は、ウォームホイールの回転軸に対する直交平面に対しウォームシャフトの回転軸が傾斜した状態でウォームホイールと噛合うことに起因して、回転方向(転舵方向)によって方向が異なることから、特許文献2には、ギヤのバックラッシュを調整しつつ操舵フィーリングを向上するため、ホルダ部材におけるコイルばねの付勢力の方向が、ウォームシャフトが一方側に回転したときにウォームホイールから受ける反力の方向と、ウォームシャフトが他方側に回転したときにウォームホイールから受ける反力の方向との間に位置するように設けられる構成とすることが記載されている。   In addition, the reaction force that the worm gear receives from the worm wheel is caused by the rotation direction (steering direction) due to the worm wheel meshing with the worm wheel while the rotation axis of the worm shaft is inclined with respect to the plane orthogonal to the rotation axis of the worm wheel. Since the direction differs depending on the position, Patent Document 2 discloses that the direction of the urging force of the coil spring in the holder member is rotated to one side in order to improve the steering feeling while adjusting the backlash of the gear. It is described that the structure is provided so as to be positioned between the direction of the reaction force received from the worm wheel and the direction of the reaction force received from the worm wheel when the worm shaft rotates to the other side.

特開2010−221891号公報JP 2010-218991 A 特開2016−182888号公報JP, 2006-182888, A

上述したように、ウォームシャフトがウォームホイールから受ける反力の方向は、回転方向に応じて異なることから、右転舵時と左転舵時とでは中立位置からのウォームシャフトの変位方向が異なり、ウォームシャフトの軸方向からこれらの軌跡を重ねて見た場合、実質的に中立位置において屈曲したV字状となる。
しかし、例えば右転舵から直ちに左転舵にステアリングを切り返した場合には、ウォームシャフトが中立位置を通るV字状の軌跡を通らずに、右転舵時の位置から左転舵時の位置へ直線的に移動する挙動を示す場合がある。
また、転舵した状態から直進状態へ舵角を切り戻す場合にも、舵角を切り増した際の軌跡とは異なった軌跡を通って中立位置に戻る場合がある。
このような場合、ウォームギヤとウォームホイールとの噛合い箇所において一時的に予圧が不足してバックラッシュが過大となり、異音が発生したり、操舵フィーリングが悪化することが懸念される。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、ウォームギヤ部のバックラッシュを適切に維持可能なステアリング装置を提供することである。
As described above, since the direction of the reaction force that the worm shaft receives from the worm wheel varies depending on the rotation direction, the displacement direction of the worm shaft from the neutral position differs between the right turning and the left turning, When these trajectories are viewed from the axial direction of the worm shaft, they are substantially V-shaped bent at the neutral position.
However, for example, when the steering is immediately turned from the right turning to the left turning, the worm shaft does not pass the V-shaped trajectory passing through the neutral position, and the right turning position from the right turning position. It may show the behavior of moving to a straight line.
Also, when the steering angle is switched back from the steered state to the straight traveling state, the trajectory may return to the neutral position through a trajectory different from the trajectory when the rudder angle is increased.
In such a case, there is a concern that the preload is temporarily insufficient at the meshing position of the worm gear and the worm wheel, the backlash becomes excessive, abnormal noise is generated, and the steering feeling is deteriorated.
In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a steering device that can appropriately maintain the backlash of the worm gear portion.

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項1に係る発明は、ステアリングラックを駆動する回転軸に設けられたウォームホイールと、前記ウォームホイールと噛合うウォームギヤが形成されたウォームシャフトと、前記ウォームシャフトを回転駆動するモータと、前記ウォームシャフトの前記モータ側とは反対側の端部を回転可能に支持するベアリングと、前記ベアリングを回転中心軸と直交する面内における所定の可動範囲内で移動可能に収容するベアリングホルダと、前記ベアリングを前記ウォームギヤが前記ウォームホイールに押圧される側に付勢する付勢手段とを備えるステアリング装置であって、前記ウォームシャフトは、前記ウォームホイールの駆動時に、転舵方向に応じて前記付勢手段による付勢方向に対してそれぞれ傾斜した第1の方向及び第2の方向への反力を受け、前記ベアリングホルダは、前記ベアリングの前記回転中心軸から見て前記第1の方向と前記第2の方向との中間の領域において前記ベアリング側へ突出した突出部が形成されることを特徴とするステアリング装置である。
これによれば、第1の方向又は第2の方向への反力により変位したウォームシャフトが中立位置へ戻る際に、ベアリングホルダの突出部がベアリングを案内することによって、ウォームシャフトの軌跡を安定化させることができる。
このため、切り戻し時や切り返し時であっても、ウォームギヤとのウォームホイールとの噛合い箇所に適切な予圧を与え、適度なバックラッシュを維持することによって、操舵フィーリングの悪化や異音の発生を防止することができる。
The present invention solves the above-described problems by the following means.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a worm wheel provided on a rotating shaft that drives a steering rack, a worm shaft formed with a worm gear that meshes with the worm wheel, a motor that rotationally drives the worm shaft, and the worm A bearing that rotatably supports an end of the shaft opposite to the motor side; a bearing holder that movably accommodates the bearing within a predetermined movable range in a plane perpendicular to the rotation center axis; and the bearing An urging means for urging the worm gear toward the side pressed by the worm wheel, wherein the worm shaft is urged according to a turning direction when the worm wheel is driven. In the first direction and the second direction inclined with respect to the urging direction by The bearing holder is formed with a protrusion protruding toward the bearing in an intermediate region between the first direction and the second direction when viewed from the rotation center axis of the bearing. Is a steering device.
According to this, when the worm shaft displaced by the reaction force in the first direction or the second direction returns to the neutral position, the protrusion of the bearing holder guides the bearing, thereby stabilizing the locus of the worm shaft. It can be made.
For this reason, even at the time of turning back or turning back, an appropriate preload is applied to the meshing part of the worm gear with the worm wheel, and an appropriate backlash is maintained, thereby deteriorating the steering feeling and abnormal noise. Occurrence can be prevented.

請求項2に係る発明は、前記ベアリングが前記ベアリングホルダに対して前記第1の方向に変位した際に、前記ベアリングを前記第1の方向と実質的に正対する方向に押圧する第1の押圧手段と、前記ベアリングが前記ベアリングホルダに対して前記第2の方向に変位した際に、前記ベアリングを前記第2の方向と実質的に正対する方向に押圧する第2の押圧手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載のステアリング装置である。
これによれば、第1の方向又は第2の方向への反力により変位したウォームシャフトが中立位置へ戻る際に、第1の押圧手段又は第2の押圧手段がベアリングを中立位置へ押し戻すことによって、ウォームシャフトが移動する軌跡をさらに安定化させることができる。
According to a second aspect of the present invention, when the bearing is displaced in the first direction with respect to the bearing holder, the first pressing that presses the bearing in a direction substantially opposite to the first direction. Means and second pressing means for pressing the bearing in a direction substantially opposite to the second direction when the bearing is displaced in the second direction with respect to the bearing holder. The steering apparatus according to claim 1.
According to this, when the worm shaft displaced by the reaction force in the first direction or the second direction returns to the neutral position, the first pressing means or the second pressing means pushes the bearing back to the neutral position. By this, the trajectory along which the worm shaft moves can be further stabilized.

請求項3に係る発明は、前記ベアリングホルダの周方向における前記突出部の両端部に、前記ベアリングの外周面部を前記突出部の突端側へ案内する凹曲面状の案内面部を形成したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のステアリング装置である。
これによれば、ベアリングが突出部に乗り上げる際のフリクションを低下させてベアリングの動きをスムースとし、上述した効果をより確実に得ることができる。
The invention according to claim 3 is characterized in that a concave curved guide surface portion for guiding the outer peripheral surface portion of the bearing to the protruding end side of the protruding portion is formed at both ends of the protruding portion in the circumferential direction of the bearing holder. The steering apparatus according to claim 1 or 2.
According to this, the friction at the time of a bearing climbing on a protrusion part is reduced, the movement of a bearing is made smooth, and the above-mentioned effect can be obtained more reliably.

請求項4に係る発明は、ステアリングラックを駆動する回転軸に設けられたウォームホイールと、前記ウォームホイールと噛合うウォームギヤが形成されたウォームシャフトと、前記ウォームシャフトを回転駆動するモータと、前記ウォームシャフトの前記モータ側とは反対側の端部を回転可能に支持するベアリングと、前記ベアリングを回転中心軸と直交する面内における所定の可動範囲内で移動可能に収容するベアリングホルダと、前記ベアリングを前記ウォームギヤが前記ウォームホイールに押圧される側に付勢する付勢手段とを備えるステアリング装置であって、前記ウォームシャフトは、前記ウォームホイールの駆動時に、転舵方向に応じて前記付勢手段による付勢方向に対してそれぞれ傾斜した第1の方向及び第2の方向への反力を受け、前記ベアリングが前記ベアリングホルダに対して前記第1の方向に変位した際に、前記ベアリングを前記第1の方向と実質的に正対する方向に押圧する第1の押圧手段と、前記ベアリングが前記ベアリングホルダに対して前記第2の方向に変位した際に、前記ベアリングを前記第2の方向と実質的に正対する方向に押圧する第2の押圧手段とを備えることを特徴とするステアリング装置である。
これによれば、第1の方向又は第2の方向への反力により変位したウォームシャフトが中立位置へ戻る際に、第1の押圧手段又は第2の押圧手段がベアリングを中立位置へ押し戻すことによって、ウォームシャフトが移動する軌跡を安定化させることができる。
このため、切り戻し時や切り返し時であってもウォームギヤ部に適切な予圧を与え、適度なバックラッシュを維持することによって、操舵フィーリングの悪化や異音の発生を防止することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a worm wheel provided on a rotating shaft that drives a steering rack, a worm shaft formed with a worm gear that meshes with the worm wheel, a motor that rotationally drives the worm shaft, and the worm A bearing that rotatably supports an end of the shaft opposite to the motor side; a bearing holder that movably accommodates the bearing within a predetermined movable range in a plane perpendicular to the rotation center axis; and the bearing An urging means for urging the worm gear toward the side pressed by the worm wheel, wherein the worm shaft is urged according to a turning direction when the worm wheel is driven. In the first direction and the second direction inclined with respect to the urging direction by And when the bearing is displaced in the first direction with respect to the bearing holder, the first pressing means presses the bearing in a direction substantially opposite to the first direction, and the bearing And a second pressing means for pressing the bearing in a direction substantially opposite to the second direction when the bearing is displaced in the second direction with respect to the bearing holder. Device.
According to this, when the worm shaft displaced by the reaction force in the first direction or the second direction returns to the neutral position, the first pressing means or the second pressing means pushes the bearing back to the neutral position. Thus, the trajectory along which the worm shaft moves can be stabilized.
For this reason, it is possible to prevent deterioration of steering feeling and generation of abnormal noise by applying an appropriate preload to the worm gear portion and maintaining appropriate backlash even at the time of switching back or at the time of switching back.

以上説明したように、本発明によれば、ウォームギヤ部のバックラッシュを適切に維持可能なステアリング装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a steering device that can appropriately maintain the backlash of the worm gear portion.

本発明を適用したステアリング装置の第1実施形態の構成を模式的に示す図である。It is a figure showing typically composition of a 1st embodiment of a steering device to which the present invention is applied. 第1実施形態のステアリング装置におけるウォームギヤとウォームホイールとの噛合い部をウォームギヤの径方向から見た図である。It is the figure which looked at the meshing part of the worm gear and the worm wheel from the radial direction of the worm gear in the steering device of the first embodiment. 第1実施形態のステアリング装置におけるウォームシャフトの先端部の支持部をウォームギヤの軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the support part of the front-end | tip part of the worm shaft from the axial direction of the worm gear in the steering device of 1st Embodiment. 第1実施形態のステアリング装置の調心機構の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the alignment mechanism of the steering apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態のステアリング装置の調心機構をウォームギヤ側から見た外観斜視図である。It is the external appearance perspective view which looked at the alignment mechanism of the steering device of 1st Embodiment from the worm gear side. 本発明の比較例であるステアリング装置の調心機構における転舵時のベアリングの挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the behavior of the bearing at the time of turning in the alignment mechanism of the steering apparatus which is a comparative example of this invention. 第1実施形態のステアリング装置の調心機構における転舵時のベアリングの挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the behavior of the bearing at the time of steering in the alignment mechanism of the steering device of 1st Embodiment. 本発明を適用したステアリング装置の第2実施形態の調心機構における転舵時のベアリングの挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the behavior of the bearing at the time of steering in the alignment mechanism of 2nd Embodiment of the steering device to which this invention is applied.

<第1実施形態>
以下、本発明を適用したステアリング装置の第1実施形態について説明する。
第1実施形態のステアリング装置1は、例えば乗用車等の自動車に設けられ、操舵輪である前輪を操向するものである。
実施形態のステアリング装置1は、パワーアシスト機構としてピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置を備えている。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of a steering apparatus to which the present invention is applied will be described.
A steering device 1 according to the first embodiment is provided in an automobile such as a passenger car, for example, and steers a front wheel that is a steering wheel.
The steering device 1 of the embodiment includes a pinion assist type electric power steering device as a power assist mechanism.

図1は、第1実施形態のステアリング装置の構成を模式的に示す図である。
ステアリング装置1は、ステアリングホイール10、ステアリングシャフト20、インターミディエートシャフト21、ピニオンシャフト22、ラック軸30、ラックハウジング40、タイロッド50、ハウジング60、トルクセンサ70、アクチュエータユニット80、電動パワーステアリング制御ユニット(EPS ECU)90等を有して構成されている。
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the configuration of the steering device according to the first embodiment.
The steering device 1 includes a steering wheel 10, a steering shaft 20, an intermediate shaft 21, a pinion shaft 22, a rack shaft 30, a rack housing 40, a tie rod 50, a housing 60, a torque sensor 70, an actuator unit 80, and an electric power steering control unit. (EPS ECU) 90 and the like.

ステアリングホイール10は、ドライバが回動させることによって操舵操作を入力する円環状の操作部材である。
ステアリングホイール10は、車両の車室内において、運転席と対向して配置されている。
The steering wheel 10 is an annular operation member that inputs a steering operation when the driver rotates.
The steering wheel 10 is disposed facing the driver's seat in the vehicle cabin.

ステアリングシャフト20は、一方の端部がステアリングホイール10に取り付けられた回転軸であって、ステアリングホイール10の回転動作を、車幅方向の並進運動に変換するラックアンドピニオン機構に伝達する回転軸である。
ステアリングシャフト20のステアリングホイール10側とは反対側の端部には、インターミディエートシャフト21、ピニオンシャフト22が順次接続されている。
ステアリングシャフト20とインターミディエートシャフト21との間、及び、インターミディエートシャフト21とピニオンシャフト22との間には、各軸が屈曲した状態で回転を伝達可能なユニバーサルジョイント(カルダンジョイント)23,24がそれぞれ設けられている。
ピニオンシャフト22の先端部には、ラック軸30のラックギヤ31と噛み合ってラック軸30を駆動するピニオンギヤが形成されている。
The steering shaft 20 is a rotating shaft having one end attached to the steering wheel 10 and transmits the rotating operation of the steering wheel 10 to a rack and pinion mechanism that converts the translational motion in the vehicle width direction. is there.
An intermediate shaft 21 and a pinion shaft 22 are sequentially connected to the end of the steering shaft 20 opposite to the steering wheel 10 side.
Between the steering shaft 20 and the intermediate shaft 21 and between the intermediate shaft 21 and the pinion shaft 22 are universal joints (cardan joints) 23 capable of transmitting rotation in a state where each axis is bent. 24 are provided.
A pinion gear that meshes with the rack gear 31 of the rack shaft 30 and drives the rack shaft 30 is formed at the tip of the pinion shaft 22.

ラック軸30は、長手方向(軸方向)が車幅方向に沿うように配置された柱状の部材である。
ラック軸30は、車体に対して車幅方向に並進可能に支持されている。
ラック軸30の一部には、ピニオンシャフト22のピニオンギヤと噛合うラックギヤ31が形成されている。
ラック軸30は、ステアリングシャフト20の回転に応じて、ピニオンギヤによってラックギヤ31が駆動され、車幅方向に沿って並進(直進)する。
ラックギヤ31は、車幅方向において、左右いずれか一方(通常は運転席側)にオフセットして配置される。
例えば、車両が右側前席を運転席とするいわゆる右ハンドル車である場合には、ラックギヤ31は、中立時における中央よりも右側にオフセットして配置される。
The rack shaft 30 is a columnar member arranged such that the longitudinal direction (axial direction) is along the vehicle width direction.
The rack shaft 30 is supported so as to be able to translate in the vehicle width direction with respect to the vehicle body.
A rack gear 31 that meshes with the pinion gear of the pinion shaft 22 is formed on a part of the rack shaft 30.
The rack shaft 30 is driven by the pinion gear according to the rotation of the steering shaft 20 and is translated (straight) along the vehicle width direction.
The rack gear 31 is arranged offset to either the left or right (usually the driver's seat side) in the vehicle width direction.
For example, when the vehicle is a so-called right-hand drive vehicle with the right front seat as the driver's seat, the rack gear 31 is arranged offset to the right side from the center when neutral.

ラックハウジング40は、ラック軸30を車幅方向に沿って相対変位可能に支持しつつ収容する実質的に円筒状の部材である。
ラックハウジング40の両端部には、ラックブーツ41が設けられている。
ラックブーツ41は、ラックハウジング40に対するタイロッド50の相対変位を許容しつつ、ラックハウジング40内へのダスト等の異物の侵入を防止する部材である。
ラックブーツ41は、例えばエラストマー等の樹脂系材料によって、可撓性を有する蛇腹筒状に形成されている。
The rack housing 40 is a substantially cylindrical member that accommodates the rack shaft 30 while supporting the rack shaft 30 so as to be relatively displaceable along the vehicle width direction.
Rack boots 41 are provided at both ends of the rack housing 40.
The rack boot 41 is a member that prevents intrusion of foreign matters such as dust into the rack housing 40 while allowing relative displacement of the tie rod 50 with respect to the rack housing 40.
The rack boot 41 is formed in a flexible bellows cylinder shape by using a resin material such as an elastomer.

タイロッド50は、ラック軸30の端部とハウジング60のナックルアーム61とを連結し、ハウジング60をラック軸30の並進方向の動きと連動させてキングピン軸回りに回動させる軸状の連動部材である。
タイロッド50の車幅方向内側の端部は、ボールジョイント51を介して、タイロッド30の端部に揺動可能に連結されている。
タイロッド50の車幅方向外側の端部は、ボールジョイント52を介して、ハウジング60のナックルアーム61に連結されている。
タイロッド50とボールジョイント52との接続部には、トーイン調整用のターンバックル機構が設けられる。
The tie rod 50 is a shaft-like interlocking member that connects the end of the rack shaft 30 and the knuckle arm 61 of the housing 60 and rotates the housing 60 about the kingpin axis in conjunction with the translational movement of the rack shaft 30. is there.
An end portion on the inner side in the vehicle width direction of the tie rod 50 is connected to an end portion of the tie rod 30 via a ball joint 51 so as to be swingable.
The end of the tie rod 50 on the outer side in the vehicle width direction is connected to a knuckle arm 61 of the housing 60 via a ball joint 52.
A connecting portion between the tie rod 50 and the ball joint 52 is provided with a turnbuckle mechanism for toe-in adjustment.

ハウジング(ナックル)60は、車輪Wを車軸回りに回転可能に支持するハブベアリングを収容する部材である。
ハウジング60は、車軸に対して前方側又は後方側に突き出して形成されたナックルアーム61を有する。
ハウジング60は、所定の回転中心軸であるキングピン軸回りに回動可能に支持されている。
キングピン軸は、例えば、車両のフロントサスペンションがマクファーソン式ストラット式である場合には、ストラットトップマウントのベアリング中心と、ハウジング60下部とトランスバースリンク(ロワアーム)とを接続するボールジョイントの中心とを結んだ仮想軸である。
ハウジング60は、タイロッド50を介してラック軸30により車幅方向に押し引きされることにより、キングピン軸回りに回動し、車輪Wを転舵させる。
The housing (knuckle) 60 is a member that accommodates a hub bearing that supports the wheel W so as to be rotatable around the axle.
The housing 60 has a knuckle arm 61 that protrudes forward or rearward with respect to the axle.
The housing 60 is supported so as to be rotatable around a kingpin axis that is a predetermined rotation center axis.
For example, when the front suspension of the vehicle is a McPherson strut type, the kingpin shaft connects the bearing center of the strut top mount and the center of the ball joint connecting the lower part of the housing 60 and the transverse link (lower arm). It is a virtual axis.
The housing 60 is rotated about the kingpin axis by being pushed and pulled by the rack shaft 30 through the tie rod 50 to steer the wheels W.

トルクセンサ70は、ピニオンシャフト22に作用しているトルクを検出するセンサである。
トルクセンサ70は、ピニオンシャフト22におけるアクチュエータユニット80よりもインターミディエートシャフト21側の部分に設けられる。
トルクセンサ70の出力は、電動パワーステアリング制御ユニット90に伝達される。
The torque sensor 70 is a sensor that detects torque acting on the pinion shaft 22.
The torque sensor 70 is provided in a portion of the pinion shaft 22 closer to the intermediate shaft 21 than the actuator unit 80.
The output of the torque sensor 70 is transmitted to the electric power steering control unit 90.

アクチュエータユニット80は、ピニオンシャフト22を回転駆動して、手動運転時におけるパワーアシストや、自動運転時における操舵動作を行う駆動装置である。
アクチュエータユニット80は、モータ81、ギヤボックス82等を有して構成されている。
モータ81は、ステアリングシャフト20に与えられる駆動力を発生する電動アクチュエータである。
モータ81は、回転方向及び出力トルクを、電動パワーステアリング制御ユニット90によって制御されている。
ギヤボックス82は、モータ81の回転出力を減速(トルク増幅)してピニオンシャフト22に伝達する減速ギヤ列を備えている。
ギヤボックス82の構成については、後に詳しく説明する。
The actuator unit 80 is a drive device that rotationally drives the pinion shaft 22 to perform power assist during manual operation and steering operation during automatic operation.
The actuator unit 80 includes a motor 81, a gear box 82, and the like.
The motor 81 is an electric actuator that generates a driving force applied to the steering shaft 20.
The motor 81 is controlled by the electric power steering control unit 90 in the rotation direction and the output torque.
The gear box 82 includes a reduction gear train that decelerates (torque amplification) the rotational output of the motor 81 and transmits it to the pinion shaft 22.
The configuration of the gear box 82 will be described in detail later.

電動パワーステアリング制御ユニット90は、モータ81に対して回転方向及び出力トルクの指令値を与える制御装置である。
電動パワーステアリング制御ユニット90は、車両の手動運転時においては、トルクセンサ70のトルク入力方向及び検出トルク値に基づいて、モータ81に与えられる指令値を設定する。
また、車両の自動運転時においては、電動パワーステアリング制御ユニット90は、図示しない自動運転制御装置から与えられる指令に基づいて、モータ81に与えられる指令値を設定する。
The electric power steering control unit 90 is a control device that gives command values for the rotational direction and output torque to the motor 81.
The electric power steering control unit 90 sets a command value given to the motor 81 based on the torque input direction of the torque sensor 70 and the detected torque value during manual operation of the vehicle.
Further, during automatic driving of the vehicle, the electric power steering control unit 90 sets a command value given to the motor 81 based on a command given from an automatic driving control device (not shown).

以下、アクチュエータユニット80のギヤボックス82の構成をより詳細に説明する。
ギヤボックス82は、減速ギヤ列として、モータ81の出力軸に取り付けられたウォームギヤ110、及び、ピニオンシャフト22に取り付けられたウォームホイール120を有する。
図2は、ウォームギヤとウォームホイールとの噛合い部をウォームギヤの径方向から見た図である。
図3は、ウォームシャフトの先端部の支持部をウォームギヤの軸方向から見た図である。
第1実施形態において、ウォームギヤ110の中心軸を含む平面と、ウォームホイール120の中心軸と直交する平面とは、所定の角度だけ傾斜して配置されている。
Hereinafter, the configuration of the gear box 82 of the actuator unit 80 will be described in more detail.
The gear box 82 includes a worm gear 110 attached to the output shaft of the motor 81 and a worm wheel 120 attached to the pinion shaft 22 as a reduction gear train.
FIG. 2 is a view of the meshing portion between the worm gear and the worm wheel as viewed from the radial direction of the worm gear.
FIG. 3 is a view of the support portion at the tip of the worm shaft as viewed from the axial direction of the worm gear.
In the first embodiment, the plane including the central axis of the worm gear 110 and the plane orthogonal to the central axis of the worm wheel 120 are arranged so as to be inclined by a predetermined angle.

ウォームギヤ110は、円柱状の回転軸であるウォームシャフト111の中間部に形成されている。
ウォームギヤ110はウォームシャフト111に固定され、ウォームシャフト111とともにその中心軸回りに回転する。
ウォームシャフト111の一方の端部(図2における右側)は、モータ81の出力軸に接続され、モータ81により駆動される。
ウォームシャフト111のモータ81側の端部は、ベアリング112によって支持されている。
ベアリング112の外輪は、ギヤボックスケース82aに組み込まれ、実質的に拘束されている。
ギヤボックスケース82aは、例えば、アルミニウム系合金等の金属材料によって概形を鋳造した後、所定の機械加工を施して形成されている。
ウォームシャフト111の他方(反モータ81側)の端部は、以下説明する調心機構200によって、ギヤボックスケース82aに対して中心軸と直交する平面に沿って相対変位可能に支持されている。
The worm gear 110 is formed at an intermediate portion of a worm shaft 111 that is a cylindrical rotating shaft.
The worm gear 110 is fixed to the worm shaft 111 and rotates around the central axis together with the worm shaft 111.
One end of the worm shaft 111 (the right side in FIG. 2) is connected to the output shaft of the motor 81 and is driven by the motor 81.
The end of the worm shaft 111 on the motor 81 side is supported by a bearing 112.
The outer ring of the bearing 112 is incorporated in the gear box case 82a and is substantially restrained.
The gear box case 82a is formed, for example, by casting a rough shape with a metal material such as an aluminum alloy and performing predetermined machining.
The other end of the worm shaft 111 (on the side opposite to the motor 81) is supported by the alignment mechanism 200 described below so as to be relatively displaceable along a plane perpendicular to the central axis with respect to the gear box case 82a.

図4は、第1実施形態のステアリング装置の調心機構の構成を示す断面図である。
図4(a)は、調心機構をウォームシャフト111の回転中心軸で切って見た断面図である。
図4(b)は、図4(a)のb−b部矢視断面図である。
調心機構200は、ベアリング210、ベアリングホルダ220、スプリング230、ホルダケース240、Oリング250等を有して構成されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the alignment mechanism of the steering device according to the first embodiment.
FIG. 4A is a cross-sectional view of the alignment mechanism viewed along the rotation center axis of the worm shaft 111.
FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line bb in FIG.
The alignment mechanism 200 includes a bearing 210, a bearing holder 220, a spring 230, a holder case 240, an O-ring 250, and the like.

ベアリング210は、ウォームシャフト111の突端部に設けられたジャーナル部113を回転可能に支持するものである。
ベアリング210として、例えば、単列の深溝玉軸受を用いることができる。
The bearing 210 rotatably supports the journal portion 113 provided at the protruding end portion of the worm shaft 111.
As the bearing 210, for example, a single row deep groove ball bearing can be used.

ベアリングホルダ220は、ベアリング210を収容するカップ状の部材である。
ベアリングホルダ220は、例えば、樹脂系材料をインジェクション成型することにより、一体に形成されている。
ベアリングホルダ220は、筒状部221、端面部222、スプリング係止部223、溝部224、突起225、ガイド部226等を有して構成されている。
The bearing holder 220 is a cup-shaped member that houses the bearing 210.
The bearing holder 220 is integrally formed, for example, by injection molding a resin material.
The bearing holder 220 includes a cylindrical portion 221, an end surface portion 222, a spring locking portion 223, a groove portion 224, a protrusion 225, a guide portion 226, and the like.

筒状部221は、内部にベアリング210が収容される実質的に円筒状の部分である。
筒状部221の内径は、ベアリング210の外径に対して大きく設定され、筒状部221の内周面は、ベアリング210の外輪の外周面と対向して配置されている。
ベアリング210は、筒状部221の内径側において、中心軸と直交する面内でベアリングホルダ220に対して相対変位可能となっている。
The cylindrical portion 221 is a substantially cylindrical portion in which the bearing 210 is accommodated.
The inner diameter of the cylindrical portion 221 is set to be larger than the outer diameter of the bearing 210, and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 221 is disposed to face the outer peripheral surface of the outer ring of the bearing 210.
The bearing 210 can be relatively displaced with respect to the bearing holder 220 within a plane orthogonal to the central axis on the inner diameter side of the cylindrical portion 221.

端面部222は、筒状部221のウォームギヤ110側とは反対側の端部に設けられ、ウォームシャフト111の中心軸と直交する平面に沿って配置された平板状の部分である。
端面部222の中央部には、ウォームシャフト111の突端部を収容する円形の開口が設けられている。
The end surface portion 222 is a flat plate-like portion that is provided at an end portion of the cylindrical portion 221 opposite to the worm gear 110 side and is disposed along a plane orthogonal to the central axis of the worm shaft 111.
A circular opening that accommodates the protruding end portion of the worm shaft 111 is provided at the center of the end surface portion 222.

スプリング係止部223は、スプリング230の一部が係止される部分である。
スプリング係止部223は、筒状部221の周上における一部に設けられている。
スプリング係止部223は、筒状部221の中心からみて、スプリング230による予圧力Fp(図3参照)の作用方向側(ウォームギヤ120側)に配置されている。
The spring locking portion 223 is a portion where a part of the spring 230 is locked.
The spring locking portion 223 is provided on a part of the circumference of the cylindrical portion 221.
The spring locking portion 223 is arranged on the side of the preload Fp (see FIG. 3) acting direction (worm gear 120 side) of the spring 230 when viewed from the center of the cylindrical portion 221.

溝部224は、ベアリングホルダ220の外周面における端面部222近傍の領域に形成された周方向溝である。
溝部224は、実質的に矩形状の溝断面形状を有し、筒状部221の周方向に沿って全周にわたって連続して形成されている。
溝部224には、Oリング250が収容される。
The groove portion 224 is a circumferential groove formed in a region near the end surface portion 222 on the outer peripheral surface of the bearing holder 220.
The groove portion 224 has a substantially rectangular groove cross-sectional shape, and is continuously formed over the entire circumference along the circumferential direction of the cylindrical portion 221.
The O-ring 250 is accommodated in the groove portion 224.

突起225は、端面部222の一部から、モータ81側とは反対側に突出して形成されている。
突起225は、ホルダカバー240の開口243に挿入され、ホルダカバー240に対するベアリングホルダ220の相対回転を規制する位置決め手段として機能する。
The protrusion 225 is formed so as to protrude from a part of the end surface portion 222 to the side opposite to the motor 81 side.
The protrusion 225 is inserted into the opening 243 of the holder cover 240 and functions as a positioning unit that restricts relative rotation of the bearing holder 220 with respect to the holder cover 240.

ガイド部226は、ベアリングホルダ220の筒状部221の内周面におけるベアリング210の外周面と対向する箇所から、内径側(ベアリング210側)に張り出して形成された突出部である。
ガイド部226は、スプリング230による付勢方向(ベアリング210の中心軸から見てスプリング係止部223が設けられた方向)とは反対側に設けられている。
ガイド部226の詳細な形状については、後に詳しく説明する。
The guide portion 226 is a protruding portion that is formed so as to protrude from the portion facing the outer peripheral surface of the bearing 210 on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 221 of the bearing holder 220 to the inner diameter side (bearing 210 side).
The guide portion 226 is provided on the side opposite to the biasing direction by the spring 230 (the direction in which the spring locking portion 223 is provided when viewed from the central axis of the bearing 210).
The detailed shape of the guide part 226 will be described in detail later.

スプリング230は、ベアリング210を、ウォームギヤ110がウォームホイール120に押し付けられる方向に付勢して予圧を与える付勢手段である。
スプリング230として、例えば、ばね鋼からなる線材をベアリング210の外径側で巻き回したコイルばね(巻きばね)を用いることができる。
スプリング230は、周上における一部が、ベアリングホルダ220のスプリング係止部223に係止されている。
スプリング230の周上におけるスプリング係止部223側とは反対側の一部は、ベアリング210の外輪の外周面と加圧接触(押圧)するように配置されている。
スプリング230は、その弾性力によって、ベアリング210をスプリング係止部223側へ付勢し、この付勢力によってウォームギヤ110とウォームホイール120との噛合い箇所に予圧を与えるようになっている。
The spring 230 is a biasing means that biases the bearing 210 in a direction in which the worm gear 110 is pressed against the worm wheel 120 to give a preload.
As the spring 230, for example, a coil spring (winding spring) obtained by winding a wire made of spring steel on the outer diameter side of the bearing 210 can be used.
A part of the spring 230 on the circumference is locked to the spring locking portion 223 of the bearing holder 220.
A part of the periphery of the spring 230 opposite to the spring locking portion 223 side is disposed so as to be in pressure contact (pressing) with the outer peripheral surface of the outer ring of the bearing 210.
The spring 230 urges the bearing 210 to the spring locking portion 223 side by its elastic force, and preload is applied to the meshing position between the worm gear 110 and the worm wheel 120 by this urging force.

ホルダケース240は、ベアリングホルダ220を収容するカップ状の部材である。
ホルダケース240は、例えば、金属板による板金加工により形成される。
ホルダケース240は、モータ81及びウォームホイール120との相対的な位置関係が実質的に固定された状態で、ギヤボックスケース82aに固定される。
The holder case 240 is a cup-shaped member that houses the bearing holder 220.
The holder case 240 is formed by, for example, sheet metal processing using a metal plate.
The holder case 240 is fixed to the gear box case 82a in a state where the relative positional relationship between the motor 81 and the worm wheel 120 is substantially fixed.

ホルダケース240は、筒状部241、端面部242を有する。
筒状部241は、実質的に円筒状に形成されている。
筒状部241の内周面は、ベアリングホルダ220の筒状部221の外周面と間隔を隔てて対向して配置されている。
The holder case 240 has a cylindrical portion 241 and an end surface portion 242.
The cylindrical part 241 is formed in a substantially cylindrical shape.
The inner peripheral surface of the cylindrical portion 241 is disposed to face the outer peripheral surface of the cylindrical portion 221 of the bearing holder 220 with a space therebetween.

端面部242は、筒状部241のモータ81側とは反対側の端部に設けられている。
端面部242は、ウォームシャフト111の中心軸と実質的に直交する平面にほぼ沿って延在する平板状となっている。
端面部242には、ベアリングホルダ220の突起225が挿入される開口243が形成されている。
開口243の周縁部には、筒状部241側とは反対側に突出したフランジが形成されている。
The end surface portion 242 is provided at an end portion of the cylindrical portion 241 opposite to the motor 81 side.
The end surface portion 242 has a flat plate shape extending substantially along a plane substantially orthogonal to the central axis of the worm shaft 111.
An opening 243 into which the protrusion 225 of the bearing holder 220 is inserted is formed in the end surface portion 242.
At the peripheral edge of the opening 243, a flange protruding to the opposite side to the cylindrical portion 241 side is formed.

Oリング250は、例えばゴム系材料等の弾性を有する材料によって形成され、実質的に円形の断面形状を有する環状の部材である。
Oリング250は、ベアリングホルダ220の溝部224に周方向にわたって嵌め込まれている。
この状態でOリング250は、一部がベアリングホルダ220の外周面から張り出している。
Oリング250は、ベアリングホルダ220をホルダケース240に挿入した際に、その弾性力によってベアリングホルダ220を保持する機能を有する。
The O-ring 250 is an annular member that is formed of an elastic material such as a rubber material and has a substantially circular cross-sectional shape.
The O-ring 250 is fitted in the groove 224 of the bearing holder 220 over the circumferential direction.
In this state, a part of the O-ring 250 projects from the outer peripheral surface of the bearing holder 220.
The O-ring 250 has a function of holding the bearing holder 220 by its elastic force when the bearing holder 220 is inserted into the holder case 240.

上述したウォームギヤ110は、図2に示す噛合い位置Pmにおいて、ステアリングの右切り時、左切り時で別の歯面に反力Fr、Flの入力を受ける。
ここで、ウォームシャフト111は、荷重入力時にベアリング112の中心Cbを支点として回動するものと仮定する。
この場合、荷重入力位置(噛合い位置Pm)と支点(中心Cb)とのオフセット量から、右切り時、左切り時のモーメントスパンMSr、MSlが異なることにより、分力が異なることになる。
分力方向に影響を与える主な因子として、荷重点(噛合い位置Pm)とベアリング112の中心Cbとのオフセット量、ウォームシャフト111のねじれ角、ウォームシャフト111の軸距離などがあげられる。
The worm gear 110 described above receives the reaction forces Fr and Fl on the other tooth surfaces when the steering wheel is turned to the right and when the steering wheel is turned to the left at the meshing position Pm shown in FIG.
Here, it is assumed that the worm shaft 111 rotates around the center Cb of the bearing 112 when a load is input.
In this case, the component force differs because the moment spans MSr and MSl at the time of the right turn and the left turn are different from the offset amount between the load input position (meshing position Pm) and the fulcrum (center Cb).
The main factors affecting the component force direction include the offset amount between the load point (engagement position Pm) and the center Cb of the bearing 112, the twist angle of the worm shaft 111, the axial distance of the worm shaft 111, and the like.

図3に示すように、ウォームシャフト111の軸方向から見た場合、右切り時の反力Frと、左切り時の反力Flとは、いずれもウォームホイール120からウォームシャフト111が遠ざかる方向ではあるが、角度が相互に傾斜する方向に作用する。
スプリング230による予圧力Fpは、反力Fr,Flそれぞれの作用方向に沿った直線の中間に配置される直線に沿って、ウォームシャフト111をウォームホイール120に近づける方向に作用する。
As shown in FIG. 3, when viewed from the axial direction of the worm shaft 111, the reaction force Fr when turning right and the reaction force Fl when turning left are both in the direction in which the worm shaft 111 moves away from the worm wheel 120. There are, however, acting in directions in which the angles are inclined to each other.
The preload Fp by the spring 230 acts in a direction in which the worm shaft 111 is brought closer to the worm wheel 120 along a straight line arranged in the middle of the straight lines along the acting directions of the reaction forces Fr and Fl.

以下、上述した第1実施形態の効果を、以下説明する本発明の比較例と対比して説明する。
なお、比較例及び後述する第2実施形態において、上述した第1実施形態と実質的に共通する箇所については、同じ符号を付して説明を省略する。
比較例のステアリング装置は、第1実施形態におけるベアリングホルダ220のガイド部226を省略したものである。
Hereinafter, the effect of the first embodiment described above will be described in comparison with a comparative example of the present invention described below.
Note that, in the comparative example and the second embodiment to be described later, portions that are substantially the same as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In the steering device of the comparative example, the guide portion 226 of the bearing holder 220 in the first embodiment is omitted.

図6は、本発明の比較例であるステアリング装置の調心機構における転舵時のベアリングの挙動を示す模式図である。
なお、図6においては、理解を容易とするために、ベアリング210の外周面とベアリングホルダ220の内周面との間隔を誇張して図示している。(後述する図7、図8において同じ)
ステアリングが中立状態にある場合には、ベアリング210の中心軸は、中立位置P0に位置している。
スプリング230は、この中立位置P0において、ウォームギヤ110とウォームホイール120との予圧が適正となるようにウォームシャフト111を、図6における上方に付勢している。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the behavior of the bearing at the time of turning in the alignment mechanism of the steering device which is a comparative example of the present invention.
In FIG. 6, for easy understanding, the interval between the outer peripheral surface of the bearing 210 and the inner peripheral surface of the bearing holder 220 is exaggerated. (The same applies to FIGS. 7 and 8 to be described later)
When the steering is in the neutral state, the central axis of the bearing 210 is located at the neutral position P0.
The spring 230 biases the worm shaft 111 upward in FIG. 6 so that the preload between the worm gear 110 and the worm wheel 120 is appropriate at the neutral position P0.

中立状態からステアリングを右方向に転舵すると、ウォームギヤ110が歯面から受ける反力Frによって、ベアリング210の中心軸は、軌跡T1に沿って、実質的に直線状に右切り時の位置Prまで変位する。
一方、中立状態からステアリングを左方向に転舵すると、ウォームギヤ110が歯面から受ける反力Flによって、ベアリング210の中心軸は、軌跡T2に沿って、実質的に直線状に左切り時の位置Plまで変位する。
When the steering is steered to the right from the neutral state, the central axis of the bearing 210 is substantially straight along the locus T1 to the position Pr when turning right by the reaction force Fr received from the tooth surface by the worm gear 110. Displace.
On the other hand, when the steering is turned to the left from the neutral state, the central axis of the bearing 210 is substantially linear along the locus T2 due to the reaction force Fl received by the worm gear 110 from the tooth surface. Displace to Pl.

右切り状態から中立位置へ切り戻す際、及び、左切り状態から中立位置へ切り戻す際には、理想的には、ベアリング210の中心軸の位置は、軌跡T3,T4に沿って直線状に中立位置P0に戻ることが好ましい。
しかし、実際には軌跡T1とは乖離しかつ屈曲、湾曲した軌跡T5に沿って中立位置P0に戻る場合がある。
また、例えば右切り状態から左切り状態へ切り返す状況では、右切り時の位置Prから左切り時の位置Plへ、中立位置P0を通ることなく直線的な軌跡T6に沿って移動する場合がある。
なお、図6乃至8において、各軌跡T1乃至T6は、理解を容易とするために、実際のベアリング210の中心軸の移動距離に対して誇張して図示している。
比較例においては、このようにベアリング210の中心軸が移動する軌跡にばらつきがある結果、予圧の不足により噛合い状態が悪化して異音が発生したり、操舵フィーリングが悪化する場合があり、さらにこのような現象の再現性も乏しいという問題がある。
When returning from the right-turned state to the neutral position and when returning from the left-turned state to the neutral position, ideally, the position of the central axis of the bearing 210 is linear along the trajectories T3 and T4. It is preferable to return to the neutral position P0.
However, in practice, there is a case where the trajectory returns to the neutral position P0 along the trajectory T5 which is deviated from the trajectory T1 and is bent and curved.
Further, for example, in the situation of turning from the right-turned state to the left-turned state, there is a case where the right-turning position Pr moves to the left-turning position Pl along the linear locus T6 without passing through the neutral position P0. .
6 to 8, the trajectories T1 to T6 are exaggerated with respect to the actual movement distance of the central axis of the bearing 210 for easy understanding.
In the comparative example, as a result of the variation in the trajectory along which the central axis of the bearing 210 moves as described above, the engagement state may be deteriorated due to insufficient preload, and noise may be generated, or the steering feeling may be deteriorated. Furthermore, there is a problem that the reproducibility of such a phenomenon is poor.

これに対し、第1実施形態においては、中立位置P0から見て予圧方向とは反対側に、ベアリングホルダ220の内周面を突出させたガイド部226を有する。
ベアリングホルダ220の周方向におけるガイド部226の中央部226aは、ベアリング210側が凸となる凸曲面となっている。
中央部226aにおける突端部(最もベアリングホルダ220の内径側に位置する部分)は、ベアリング210の中心軸の中立位置P0から見て、予圧方向とは反対側に配置されている。
また、ベアリングホルダ220の周方向におけるガイド部226の両端部226b(中央部226aを挟んだ領域)は、ベアリング210の外周面とほぼ沿った曲率を有し、ベアリング210側が凹んだ凹曲面となっている。
On the other hand, in 1st Embodiment, it has the guide part 226 which made the internal peripheral surface of the bearing holder 220 protrude on the opposite side to the preload direction seeing from the neutral position P0.
A central portion 226a of the guide portion 226 in the circumferential direction of the bearing holder 220 has a convex curved surface that is convex on the bearing 210 side.
The protruding end portion (the portion located closest to the inner diameter side of the bearing holder 220) in the central portion 226a is disposed on the side opposite to the preload direction when viewed from the neutral position P0 of the central axis of the bearing 210.
Further, both end portions 226b (regions sandwiching the central portion 226a) of the guide portion 226 in the circumferential direction of the bearing holder 220 have a curvature that is substantially along the outer peripheral surface of the bearing 210, and are concave curved surfaces that are recessed on the bearing 210 side. ing.

第1実施形態においては、ベアリング210が右切り時の位置Prにある状態からステアリングを切り戻した場合には、ベアリング210の外周面がベアリングホルダ220の筒状部221の内周面に沿って図7における時計回り方向に滑りながら、ガイド部226に接触した際に、ガイド部226の表面形状に沿って中心軸が中立位置P0側へ移動するよう案内される。
また、左切り状態から切り戻す場合にも実質的に同様の挙動を示す。
これによって、ステアリングを転舵状態から切り戻す場合のベアリング210の中心軸の軌跡T3,T4が、切り増す場合の軌跡T1,T2に近づきかつ安定する。
また、ステアリングを右転舵から左転舵、あるいは左転舵から右転舵へ切り返す状況であっても、一旦中立位置P0の近傍を通過することになる。
これによって、ウォームギヤ110とウォームホイール120との噛合い位置における予圧を適正に維持し、異音の発生や操舵フィーリングの悪化を防止することができる。
In the first embodiment, when the steering is turned back from the state in which the bearing 210 is at the position Pr when turning right, the outer peripheral surface of the bearing 210 extends along the inner peripheral surface of the cylindrical portion 221 of the bearing holder 220. When contacting the guide part 226 while sliding in the clockwise direction in FIG. 7, the central axis is guided to move toward the neutral position P0 along the surface shape of the guide part 226.
Further, substantially the same behavior is exhibited when switching back from the left-cut state.
As a result, the trajectories T3 and T4 of the center axis of the bearing 210 when the steering is switched back from the steered state approach and stabilize the trajectories T1 and T2 when the steering is increased.
Even in a situation where the steering is turned from right steering to left steering, or from left steering to right steering, the vicinity of the neutral position P0 is once passed.
As a result, the preload at the meshing position between the worm gear 110 and the worm wheel 120 can be properly maintained, and the generation of abnormal noise and the deterioration of the steering feeling can be prevented.

以上説明したように、第1実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)右切り時、左切り時の反力Fr、Flによりウォームシャフト111が移動し、ベアリング210の中心軸が右切り時の位置Pr、左切り時の位置Plに移動した後、スプリング230の付勢力により中立位置P0に戻る際に、ベアリング210の外周面がガイド部226の表面に沿ってベアリング210を移動させ、ベアリング210を案内することによって、ウォームシャフト111が移動する軌跡を安定化させることができる。
このため、反力の大きさや作用方向が変化する切り戻し時や切り返し時であってもウォームギヤ110とウォームホイール120との噛合い箇所に適切な予圧を与え、適度なバックラッシュを維持することによって、操舵フィーリングの悪化や異音の発生を防止することができる。
(2)ベアリングホルダ220の周方向におけるガイド部226の両端部226bを凹曲面としたことによって、ベアリング210がガイド部226に乗り上げる際のフリクションを低下させてベアリング210の動きをスムースとし、上述した効果をより確実に得ることができる。
As described above, according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The worm shaft 111 is moved by the reaction forces Fr and Fl when turning right and left, and the center axis of the bearing 210 is moved to the position Pr when turning right and the position Pl when turning left, and then the spring 230 When returning to the neutral position P0 by the urging force, the outer peripheral surface of the bearing 210 moves the bearing 210 along the surface of the guide portion 226 and guides the bearing 210, thereby stabilizing the trajectory of the worm shaft 111 moving. Can be made.
For this reason, an appropriate preload is applied to the meshed portion of the worm gear 110 and the worm wheel 120 even when the reversing or reversing is performed when the magnitude of the reaction force and the direction of action are changed, thereby maintaining an appropriate backlash. The deterioration of the steering feeling and the generation of abnormal noise can be prevented.
(2) By making both end portions 226b of the guide portion 226 in the circumferential direction of the bearing holder 220 into a concave curved surface, the friction when the bearing 210 rides on the guide portion 226 is reduced, and the movement of the bearing 210 is made smooth. The effect can be obtained more reliably.

<第2実施形態>
次に、本発明を適用したステアリング装置の第2実施形態について説明する。
図8は、第2実施形態のステアリング装置の調心機構における転舵時のベアリングの挙動を示す模式図である。
第2実施形態においては、第1実施形態のガイド部226に代えて、ベアリングホルダ220の筒状部221の内周面とベアリング210の外周面との間に、一対のガイド部260、270を設けたことを特徴とする。
ガイド部260,270は、例えば、ベアリングホルダ220の端面部222から、モータ81側に突出したタブ状に形成することができる。
ガイド部260,270は、例えば弾性を有する樹脂系材料によって、ベアリングホルダ220と一体に形成することができる。
ガイド部260,270は、ベアリング210の中心軸が右切り時の位置Pr、左切り時の位置Plに変位した際に、ベアリング210の外輪の外周面を中立位置P0側に押し戻す方向に押圧する押圧手段である。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the steering device to which the present invention is applied will be described.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the behavior of the bearing during turning in the alignment mechanism of the steering device according to the second embodiment.
In the second embodiment, instead of the guide portion 226 of the first embodiment, a pair of guide portions 260 and 270 are provided between the inner peripheral surface of the cylindrical portion 221 of the bearing holder 220 and the outer peripheral surface of the bearing 210. It is provided.
For example, the guide portions 260 and 270 can be formed in a tab shape protruding from the end surface portion 222 of the bearing holder 220 toward the motor 81 side.
The guide portions 260 and 270 can be formed integrally with the bearing holder 220 by using, for example, an elastic resin material.
When the central axis of the bearing 210 is displaced to the position Pr at the right turn and the position Pl at the left turn, the guide portions 260 and 270 press the outer peripheral surface of the outer ring of the bearing 210 in a direction to push back to the neutral position P0 side. It is a pressing means.

図8に示すように、ガイド部260は、ベアリング210の中心軸が中立位置P0から右切り時の位置Prに移動した際に、ベアリング210の外周面と当接する箇所に設けられている。
ガイド部270は、ベアリング210の中心軸が中立位置P0から左切り時の位置Plに移動した際に、ベアリング210の外周面と当接する箇所に設けられている。
ガイド部260,270において、ベアリング210の外周面と当接する面部は、ベアリング210の軸方向から見た形状が円弧状となる凹曲面として形成されている。
As shown in FIG. 8, the guide portion 260 is provided at a position where the guide shaft 260 comes into contact with the outer peripheral surface of the bearing 210 when the central axis of the bearing 210 moves from the neutral position P0 to the position Pr when turning right.
The guide portion 270 is provided at a location where the center axis of the bearing 210 comes into contact with the outer peripheral surface of the bearing 210 when the center axis moves from the neutral position P0 to the left-turned position Pl.
In the guide portions 260 and 270, the surface portion that comes into contact with the outer peripheral surface of the bearing 210 is formed as a concave curved surface having a circular arc shape when viewed from the axial direction of the bearing 210.

ガイド部260,270は、ベアリング210の外周面と当接した際に、その接触荷重によってベアリングホルダ220の筒状部221の内周面に近接する方向にたわむとともに、弾性力によって生じる反力によって、ベアリング210を中立状態へ押し戻す効果を発揮する。   When the guide portions 260 and 270 come into contact with the outer peripheral surface of the bearing 210, the guide portions 260 and 270 are bent in a direction close to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 221 of the bearing holder 220 due to the contact load, and by the reaction force generated by the elastic force. The effect of pushing the bearing 210 back to the neutral state is exhibited.

以上説明した第2実施形態においても、右切り時、左切り時の反力Fr、Flにより、ベアリング210の中心軸が右切り時の位置Pr、左切り時の位置Plに移動した際に、それぞれガイド部260、270がたわんで発生した弾性力でベアリング210を中立位置側へ押し戻すことによって、上述した第1実施形態の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。   Also in the second embodiment described above, when the center axis of the bearing 210 is moved to the position Pr at the right turn and the position Pl at the left turn by the reaction forces Fr and Fl at the right turn and the left turn, By pushing the bearing 210 back to the neutral position side by the elastic force generated by the bending of the guide portions 260 and 270, substantially the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained.

(変形例)
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)パワーステアリング装置やその電動パワーアシスト機構、ウォームシャフトの調心機構等の構成は、上述した実施形態の構成に限らず適宜変更することができる。
例えば、実施形態の電動パワーアシスト機構は、一例としてピニオンシャフトを駆動するピニオンアシスト式のものであったが、本発明は、例えばコラムアシスト式等の他種の電動パワーアシスト機構を有するステアリング装置であっても、ウォームギヤ及びウォームホイールを用いるものである限り適用することが可能である。
(2)第1実施形態のような突起状のガイド部と、第2実施形態のような押圧手段を有するガイド部とを、同一のベアリングホルダ内にともに設ける構成としてもよい。
(3)第2実施形態において、ガイド部(押圧手段)はそれ自体の弾性によってベアリングの復元力を発生させる構成となっているが、例えばコイルばね等のばね要素でガイド部を付勢する構成としてもよい。
(Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the technical scope of the present invention.
(1) The configuration of the power steering device, its electric power assist mechanism, the worm shaft alignment mechanism, and the like is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and can be changed as appropriate.
For example, the electric power assist mechanism of the embodiment is of a pinion assist type that drives a pinion shaft as an example, but the present invention is a steering device having another type of electric power assist mechanism such as a column assist type. Even if it exists, it is possible to apply as long as it uses a worm gear and a worm wheel.
(2) It is good also as a structure which provides together the protrusion-shaped guide part like 1st Embodiment, and the guide part which has a press means like 2nd Embodiment in the same bearing holder.
(3) In the second embodiment, the guide portion (pressing means) is configured to generate the restoring force of the bearing by its own elasticity. For example, the guide portion is biased by a spring element such as a coil spring. It is good.

1 ステアリング装置 10 ステアリングホイール
20 ステアリングシャフト 21 インターミディエートシャフト
22 ピニオンシャフト 23 ユニバーサルジョイント
24 ユニバーサルジョイント 30 ラック軸
31 ラックギヤ 40 ラックハウジング
41 ラックブーツ 50 タイロッド
51 ボールジョイント 52 ボールジョイント
60 ハウジング 61 ナックルアーム
70 トルクセンサ 80 アクチュエータユニット
81 モータ 82 ギヤボックス
90 電動パワーステアリング制御ユニット
110 ウォームギヤ 111 ウォームシャフト
112 ベアリング 113 ジャーナル部
120 ウォームホイール
200 調心機構 210 ベアリング
220 ベアリングホルダ 221 筒状部
222 端面部 223 スプリング係止部
224 溝部 225 突起
226 ガイド部 226a 中央部
226b 両端部 230 スプリング
240 ホルダケース 241 筒状部
242 端面部 243 開口
250 Oリング 260 ガイド部
270 ガイド部
T1〜T6 ベアリング中心軸の軌跡
P0 ベアリング中心軸の中立位置
Pr ベアリング中心軸の右切り時の位置
Pl ベアリング中心軸の左切り時の位置
Pm 噛合い位置 Fp 予圧力
Fr 右切り時反力 Fl 左切り時反力
MSr 右切り時のモーメントスパン
MSl 左切り時のモーメントスパン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering device 10 Steering wheel 20 Steering shaft 21 Intermediate shaft 22 Pinion shaft 23 Universal joint 24 Universal joint 30 Rack shaft 31 Rack gear 40 Rack housing 41 Rack boot 50 Tie rod 51 Ball joint 52 Ball joint 60 Housing 61 Knuckle arm 70 Torque sensor 80 Actuator unit 81 Motor 82 Gear box 90 Electric power steering control unit 110 Worm gear 111 Worm shaft 112 Bearing 113 Journal part 120 Worm wheel 200 Aligning mechanism 210 Bearing 220 Bearing holder 221 Cylindrical part 222 End face part 223 Spring locking part 224 Groove 225 Projection 226 Guide part 226a Center part 226b Both ends 230 Spring 240 Holder case 241 Cylindrical part 242 End face part 243 Opening 250 O-ring 260 Guide part 270 Guide part T1 to T6 Trajectory of bearing central axis P0 Neutral position of bearing central axis Pr Position when the bearing center shaft is turned to the right Pl Position when the bearing center shaft is turned to the left Pm Engagement position Fp Preload Fr Reaction force when turning right Fl Reaction force when turning left MSr Moment span when turning right MSl When turning left Moment span

Claims (4)

ステアリングラックを駆動する回転軸に設けられたウォームホイールと、
前記ウォームホイールと噛合うウォームギヤが形成されたウォームシャフトと、
前記ウォームシャフトを回転駆動するモータと、
前記ウォームシャフトの前記モータ側とは反対側の端部を回転可能に支持するベアリングと、
前記ベアリングを回転中心軸と直交する面内における所定の可動範囲内で移動可能に収容するベアリングホルダと、
前記ベアリングを前記ウォームギヤが前記ウォームホイールに押圧される側に付勢する付勢手段と
を備えるステアリング装置であって、
前記ウォームシャフトは、前記ウォームホイールの駆動時に、転舵方向に応じて前記付勢手段による付勢方向に対してそれぞれ傾斜した第1の方向及び第2の方向への反力を受け、
前記ベアリングホルダは、前記ベアリングの前記回転中心軸から見て前記第1の方向と前記第2の方向との中間の領域において前記ベアリング側へ突出した突出部が形成されること
を特徴とするステアリング装置。
A worm wheel provided on a rotating shaft that drives the steering rack;
A worm shaft formed with a worm gear meshing with the worm wheel;
A motor that rotationally drives the worm shaft;
A bearing that rotatably supports an end of the worm shaft opposite to the motor,
A bearing holder for accommodating the bearing movably within a predetermined movable range in a plane orthogonal to the rotation center axis;
A urging means for urging the bearing toward a side where the worm gear is pressed against the worm wheel,
The worm shaft receives a reaction force in the first direction and the second direction inclined with respect to the urging direction by the urging means according to the turning direction when the worm wheel is driven,
The steering wheel characterized in that the bearing holder has a protruding portion protruding toward the bearing in an intermediate region between the first direction and the second direction when viewed from the rotation center axis of the bearing. apparatus.
前記ベアリングが前記ベアリングホルダに対して前記第1の方向に変位した際に、前記ベアリングを前記第1の方向と実質的に正対する方向に押圧する第1の押圧手段と、
前記ベアリングが前記ベアリングホルダに対して前記第2の方向に変位した際に、前記ベアリングを前記第2の方向と実質的に正対する方向に押圧する第2の押圧手段とを備えること
を特徴とする請求項1に記載のステアリング装置。
First pressing means for pressing the bearing in a direction substantially opposite to the first direction when the bearing is displaced in the first direction with respect to the bearing holder;
And a second pressing means for pressing the bearing in a direction substantially opposite to the second direction when the bearing is displaced in the second direction with respect to the bearing holder. The steering apparatus according to claim 1.
前記ベアリングホルダの周方向における前記突出部の両端部に、前記ベアリングの外周面部を前記突出部の突端側へ案内する凹曲面状の案内面部を形成したこと
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のステアリング装置。
The concave curved guide surface portion that guides the outer peripheral surface portion of the bearing to the protruding end side of the protruding portion is formed at both ends of the protruding portion in the circumferential direction of the bearing holder. 2. The steering device according to 2.
ステアリングラックを駆動する回転軸に設けられたウォームホイールと、
前記ウォームホイールと噛合うウォームギヤが形成されたウォームシャフトと、
前記ウォームシャフトを回転駆動するモータと、
前記ウォームシャフトの前記モータ側とは反対側の端部を回転可能に支持するベアリングと、
前記ベアリングを回転中心軸と直交する面内における所定の可動範囲内で移動可能に収容するベアリングホルダと、
前記ベアリングを前記ウォームギヤが前記ウォームホイールに押圧される側に付勢する付勢手段と
を備えるステアリング装置であって、
前記ウォームシャフトは、前記ウォームホイールの駆動時に、転舵方向に応じて前記付勢手段による付勢方向に対してそれぞれ傾斜した第1の方向及び第2の方向への反力を受け、
前記ベアリングが前記ベアリングホルダに対して前記第1の方向に変位した際に、前記ベアリングを前記第1の方向と実質的に正対する方向に押圧する第1の押圧手段と、
前記ベアリングが前記ベアリングホルダに対して前記第2の方向に変位した際に、前記ベアリングを前記第2の方向と実質的に正対する方向に押圧する第2の押圧手段とを備えること
を特徴とするステアリング装置。
A worm wheel provided on a rotating shaft that drives the steering rack;
A worm shaft formed with a worm gear meshing with the worm wheel;
A motor that rotationally drives the worm shaft;
A bearing that rotatably supports an end of the worm shaft opposite to the motor,
A bearing holder for accommodating the bearing movably within a predetermined movable range in a plane orthogonal to the rotation center axis;
A urging means for urging the bearing toward a side where the worm gear is pressed against the worm wheel,
The worm shaft receives a reaction force in the first direction and the second direction inclined with respect to the urging direction by the urging means according to the turning direction when the worm wheel is driven,
First pressing means for pressing the bearing in a direction substantially opposite to the first direction when the bearing is displaced in the first direction with respect to the bearing holder;
And a second pressing means for pressing the bearing in a direction substantially opposite to the second direction when the bearing is displaced in the second direction with respect to the bearing holder. Steering device.
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